Пленочный теплообменник

(51)5 Р 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЬЭ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Мурманское высшее инженерное морское училище им. Ленинскогб комсомола(56) Сень Л. И. Пленочные теплообменныеаппараты судовых котельных и опреснительных установок. - Л.: Судостроение1986, с, 37.(57) Использование: деазрация и нагрев солесодержащнх жидкостей в системе водо подготовки, Сущность изобретения: в цилиндрическом корпусе 1 с патрубками 2 и 3 подвода и отвода жидкости и патрубком 4 подвода греющей среды, размещена горизонтальная перегородка 9 с кольцевыми порогами 11 и сливным отверстием 12. Над перегородкой 9 установлен распределитель 13 жидкости, выполненный в виде полой пирамиды, расположенной соосно с корпусом 1, а над патрубком 4- напускной рассекатель 8. Патрубок 2 подвода жидкости установлен соосно с корпусом 1 над успределителем 13, а патрубки 5 отвода греющей среды размещены между распределителем 13 и перегородкой 9. 2 3. и, ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для деаэрации и нагрева солесодержэщихжидкостей, в частности, в системах водоподготовки отопительных котельных,Целью изобретения является углубление деаэрации и увеличение степени нагрева солесодержащих жидкостей.На фиг. 1 показан пленочный теплообменник, продольный разрез; нэ фиг, 2 -сечение А - А на фиг. 1,Теплообменник содержит цилиндрический корпус 1, к которому присоединеныпатрубки 2 и 3 подвода и отвода Воды иг:,атрубок 4 подвода греющей среды, Патрубки 5 отвода греющей среды сообщены сколлектором б, к которому подключен отводной патрубок 7, Над патрубком 4 можетбыть установлен конусный рассектель 8.Внутрикорпуса 1 установлена горизонтальная перегородка 9, служащая для образования пленки 10 жидкости. На перегородке 9установлены Кольцевые пороги 11, а в еецентре Выполнено сливное отверстие, 12,Над перегородкой 9 установлен распределитель 13 жидкости, выполненный в видеполой пирамиды. установленной соосно скорпусом 1. Патрубок 2 подвода воды такжеустановлен соосно с корпусом 1 и размещеннад распределителем 13, Патрубки 5 отводагреющей среды размещены на равном расстоянии от ребер пирамиды, При стекэнииводы по поверхности корпуса образуютсяпустоты 14, не занятые пленкой.Теплообменник работает следующимобразом.Вода в корпус 1 поступает по патрубку2 и сливается на вершину пирамиды распределителя 13 жидкости с образованием пленки на ее внешней поверхности. За счетувеличения смачиваемого периметра пирамиды с ростом расстояния от вершины толщина пленки уменьшается и на, граняхпирамиды становится минимальной,Пои движении пленки к основанию пи" рамиды наступает момент, когда толщинапленки на гранях становится равной нулю инесмоченная водой поверхность пирамидырасширяется от вершины грани на боковуюповерхность, так что движущаяся пленка теряет свою сплошную поверхность и стекаетс граней пирамиды отдельными плоскимиструями, между которыми в районе гранейпирамиды образуются пустоты 14,Из распределителя 13 жидкости пленкаводы попадает нэ внешнюю поверхностьосесимметричной горизонтальной перегородки 9 и, растекаясь между корпусом 1 иВнешним переливным порогом 11, образуетвнешнюю кольцевую полость Из этой полости жидкость перетекает через переливной порог в виде горизонтальной пленки 10 в среднюю кольцевую полость. При перетекании пленки жидкости через переливной по рог происходит ее турбулизация(перемешивание) с усреднением температуры нагрева, Из средней полости жидкость снова в виде пленки перетекает через следующий более низкий порог во внутреннюю 10 полость и также перемешивается, и сновапроисходит усреднение температуры нагрева воды.В конечном пути пс горизонтальной перегородке 9 пленка 10 нагретой жидкости 15 стекает в сливное отв;рстие 12 и поступаетв сборнлк воды, расположенный в нижнел части корпуса 1, откуда по патрубку 3 отводится из подогревателя. На всем пути движения воды в подогревателе происходит ее 20 нагрев эа счет контакта с греющей средой.Использование переливных порогов 11 позволяет увеличить температуру нагреваемой воды эа счет ее периодического перемешивания, что увеличивает степень 25 деаэрэции.Греющая среда поступает в подогреватель через патрубок 4, установленный соосно в центре сливного отверстия 12,.Греющая среда после выхода из патрубка 4 30 рассекателем 8 направляется вдоль поверхности пленки 10 противотоком. Это создает благоприятные условия для нагрева пленки и отвода газов, Выделяющихся при нагреве Воды. Таким образом газовая смесь (выпар) 35 поступает в периферийную зону горизонтальной пленки 10, проходя через пус,оты 14, образованные отдельными пленочными струями, сливэемыми с поверхности распределителя 13 жидкости, В кольцевом про-40 странс-.эе между пленочными струями икорпусом 1 происходит разделение газопароной смеси на пар и газы за счет разности, плотностей сред, Пар имеет меньшую плотность и поэтому устремляется вверх в 45 зону между верхней частью корпуса 1 и распределителем 13. Газы имеют плотность примерно в два раза больше паровой фазы и поэтому их движение вверх затруднительно, Пэр, поступающий в зону над распреде лителем 13 жидкости, вступает в контакт сотноситЕльно холодной пленкой воды и нагревает ее, Здесь также при нагреве воды .происходит выделение газов, которые соВместно с пОтОкОм пленки ВОды Отводятся В 55 кольцевое пространство между пленочными струями и корпусом 1, В результате в периферийной зоне пленки 10 на перегородке 9 концентрация газа возрастает до максимального значения, Именно здесь размещаются патрубки 5 отвода греющейсреды, через которые осуществляется отвод выпара (с максимальной концентрацией газов) в кольцевой коллектор б и далее в отводной патрубок 7,Характер взаимного движения потоков 5 парэ и выпара показан на фиг, 1 и 2 светлыми стрелками, а жидкости - темными стрелками.Подвод воды на веошину пирамиды распределителя жидкости обеспечивает за вре мя движения воды по поверхности распределителя некоторый дополнительный ее подогрев, Форма поверхности распределителя в виде пирамиды дает возможность разорвать сплошность стека ющей пленки с образованием проходов для греющей среды в полость, расположенную над распределителем, Это организует пере- пуск пара из пространства под распределителем в пространство над ним с 20 последующим движением слоя охлажденной паровоздушной смеси совместно с пленкой в полость между пленкой и корпусом, где и предложена установка патрубков отвода греющей среды, Такая компоновка 25 элементов подвода воды и отвода греющей среды способствует исключению невентилируемых (застойных) зон в пространстве подогревателя, использованию сил тяжести в соответствии с распределением плотно- ЗО стей парэ и воздуха и отвода наиболее концентрированной по воздуху газопаровой смеси, препятствующей процессам деазрации и контактного теплообменэ между средами, 35Установка горизонтальной перегородки переливных кольцевых порогов позволяет осуществлять перемешивание воды и выравнивать среднюю температуру ее нагрева за порогом, что,.в конечном итоге, позволя ет повысить конечную температуру воды за счет роста температурного напора между греющей средой и поверхностью пленки сливаемого слоя воды, а также за счет увеличения температуры пристенного слоя во ды.Подвод греющей среды в центр сливного отверстия воды специальным патрубком и установка рэссекателя греющей среды в виде опрокинутого конуса позволяют обеспечить и ротиво очное движение теплообменивающихся сред, цто увеличивает конечную температуру нагрева и способствует перемегцгнию выделяющихся из водь газов над поверхностью горизонтальной пленки в периферийную зону к патрубкам отвода греющей среды,Таким образом. предлагаемое техническое решение позволяет улучшить качество деаэрации и повысить конечную температуру воды, что обеспечивает более глубокое ее термическое умягчение.Формула изобретения1, Пленочный теплообменник, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода греющей среды и жидкости, расположенную в нем горизонтальную перегородку для образования пленки жидкости, снабженную сливным отверстием, и распределитель жидкости, о т л и ч а ющ и й.с я тем, что, с целью углубления деэзрации и увеличения степени нагрева соле- содержащей жидкости, перегородка дополнительно снабжена кольцевыми переливными порогами и закреплена на боковой стенке корпуса, распределитель жидкости размещен над перегородкой и выполнен в виде соосной с корпусбм полой пирамиды, патрубки подвода жидкости и греющей среды размещены по оси корпуса, причем первый установлен над распределителем жидкости, а второй заведен в сливное отверстие перегородки, выполненное также по оси корпуса, а патрубки отвода греющей среды размещены между распределителем жидкости и перегородкой.2. Теплообменник по и. 1. о т л и ч а ющ и й с я тем, что патрубки отвода греющей среды размещены на равном расстоянии от ребер пирамиды.3, Теплообменник по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что над патрубком подвода греющей среды соосно с ним установлен конусный рассекатель,каз 2757 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10